Definição dos Planos Semafóricos

O problema básico inicial da semaforização é o de definir um plano semafórico (o melhor agrupamento de movimentos em estágios e a melhor seqüência de cessão do direito de uso da via ao longo do ciclo semafórico), representado no diagrama de estágios do semáforo. Todo movimento não proibido na interseção semaforizada deve ser

autorizado em algum período do plano de operação semafórico

definido. Cada grupo de movimentos que opera simultaneamente deve ser concordante (ou, pelo menos, ter um grau de conflito admissível). Nenhum movimento concordante com os movimentos autorizados deve ser bloqueado (a única razão para bloquear a operação de um movimento em um estágio deve ser a incompatibilidade, ou inadmissibilidade do conflito, com algum movimento autorizado).

A análise para seleção de um plano

semafórico, pelo menos para os casos menos usuais, é baseada na construção de um diagrama de movimentos concordantes. A concordância entre cada par de movimentos é representada e os grupos de movimentos mutuamente compatíveis podem ser claramente identificados.

Identificados os movimentos compatíveis (e incompatíveis), o plano de operação semafórico pode normalmente ser determinado a partir de alguns princípios simples:

- o número de estágios deve ser o menor possível para atender todos os movimentos relevantes da interseção semaforizada; - em cada período, o número de movimentos compatíveis ou

admissíveis autorizados simultaneamente deve ser o maior possível; nenhum movimento deve ser bloqueado se não for incompatível com pelo menos um movimento autorizado; - utilizando-se mais de 2 estágios, os movimentos mais

importantes devem ser autorizados no maior número de períodos possível;

Problema básico inicial da semaforização: definir um plano semafórico (o melhor agrupamento de movimentos em estágios e a melhor sequência de estágios no ciclo

semafórico), representado no diagrama de estágios, através da análise do diagrama de movimentos concordantes (ou admissíveis). Para casos comuns, existem planos usuais conhecidos e as questões principais são o tratamento das conversões à esquerda e das travessias de pedestres..

- deve-se introduzir estágios específicos para as conversões à esquerda apenas quando o fluxo de conversões ou seu fluxo oposto tornarem sua operação permitida inadequada; - deve-se introduzir estágios específicos para as travessias de

pedestres apenas quando o fluxo de pedestres ou seu fluxo oposto tornarem sua operação permitida inadequada; - a ordem dos estágios deve ser a que proporciona maior

segurança e rendimento para a interseção como um todo; grupos de movimentos que podem operar produtivamente em estágios sucessivos, seqüências de grupos de movimentos que permitem adotar tempos de entreverdes reduzidos, seqüências de períodos que permitem dar maior produtividade à operação, todas são circunstâncias favoráveis que devem ser buscadas; - as proibições locais de movimentos (em especial das

conversões à esquerda) devem ser decididas quando for impossível acomodá-las adequadamente na interseção e for possível proporcionar outros locais apropriados para os movimentos ou trajetos alternativos satisfatórios para os deslocamentos locais do corredor ou área considerada (rotas paralelas podem ser adequadas para os demais deslocamentos); - o deslocamento da demanda para outras interseções,

oferecendo opções mais atrativas, deve também ser considerada como alternativa às restrições locais.

O plano semafórico é representado pelos Diagramas de Estágios, em que são representadas a sequência de estágios e os

movimentos autorizados (ou não) em cada estágio, eventualmente distinguindo os movimentos protegidos (traço normal) e

permitidos (tracejado). Os movimentos veiculares são representados com setas unidirecionais e os movimentos de pedestres são representados com setas bidirecionais. Apenas os movimentos controlados pelo semáforo são representados no diagrama de estágio (embora a análise e o dimensionamento devam considerar todos os movimentos existentes na interseção). Por exemplo, se o diagrama de estágios não representa os

movimentos de pedestres, deve-se entender que o equipamento semafórico não controla especificamente os movimentos de pedestres (isto é, não utiliza e não controla grupos focais específicos de pedestres).

Normalmente, pelo menos em interseções usuais, as principais questões a discutir são as referentes ao tratamento a ser oferecido para as conversões à esquerda. O tratamento das travessias de pedestres é uma questão similar, ainda mais importante em países como o Brasil (onde o respeito às normas legais que protegem os pedestres não é regra geral).

Quando as demandas correspondentes às conversões à esquerda são reduzidas e seus respectivos fluxos opostos oferecem brechas adequadas, elas podem ser tratadas como movimentos permitidos (autorizados nas brechas dos fluxos preferenciais diretos, no sentido oposto simultâneo, aos quais devem ceder preferência). A discussão feita no item seguinte, sobre dimensionamento de semáforos, permitirá determinar quando esta condição ocorre.

Nas demais situações deve-se decidir entre prover estágios com conversões à esquerda protegidas ou proibir localmente as conversões à esquerda (e oferecer uma rota alternativa para seu movimento).

As formas alternativas usuais para prover estágios com conversões à esquerda protegidas são:

- a proteção das conversões à esquerda dominantes com conversões antecipadas ou postergadas em relação ao fluxo oposto direto, superpostas cada um com o fluxo direto

dominante (que opera em ambos os estágios); este é o esquema mais usual quando as vias interceptantes tem sentido único de circulação; as vantagens e desvantagens usualmente

mencionadas de cada uma destas opções são as seguintes: o as conversões antecipadas permitem limpar a fila de

veículos em espera para conversões no início do movimento na aproximação, evitando o bloqueio do fluxo direto e aproveitando a reação normalmente mais rápida dos condutores em conversão; opera

adequadamente com a conversão à esquerda permitida no fluxo oposto, que pode passar pela interseção no entreverde do seu estágio; pode gerar problemas de segurança com as travessias de pedestres paralelas; a parada do fluxo direto e das conversões em estágios distintos também pode gerar problemas de segurança nos locais onde as baías de conversão tem capacidade insuficiente e/ou as velocidades dos fluxos diretos são elevadas;

o as conversões postergadas são compatíveis com a experiência usual dos condutores no início do estágio por iniciar ambos os fluxos diretos simultaneamente e evita conflitos das conversões protegidas com as travessias de pedestres paralelas (que ocorrem com os fluxos diretos); pode gerar armadilhas para as

conversões permitidas do fluxo oposto que tentam usar o entreverde para passar, dado que o fluxo oposto continua operando;

- a proteção das conversões à esquerda em ambos os sentidos da via principal pode combinar ambos os esquemas (antecipando as conversões em um sentido e postergando as conversões do outro sentido); existem, no entanto, duas opções:

o estágios com conversões à esquerda opostas simultâneas, em ambos os sentidos, separadas do estágio em que operam os fluxos diretos, também simultaneamente (o que exige baías para as conversões à esquerda, visto que os fluxos diretos e as conversões de cada aproximação operam em momentos diferentes); o uso de ilhas separadoras das faixas diretas e de

conversão é também recomendada por prover um espaço de armazenamento para as travessias de pedestres; esta é uma alternativa vantajosa quando os fluxos diretos e as conversões são, cada par,

equilibrados entre os sentidos opostos;

o estágios segregados para as aproximações opostas, com movimentos simultâneos dos fluxos diretos e

conversões à esquerda de cada aproximação em estágios distintos; esta é uma alternativa vantajosa quando as demandas nas aproximações opostas são desequilibradas ou a falta de baías de conversão

prejudicam de forma significativa o rendimento em cada aproximação.

As opções usuais para prover rotas alternativas locais para conversões proibidas são:

- uso de contornos de quadra por vias paralelas à que conduz os veículos que demandam as conversões à esquerda são os tratamentos mais usuais (embora não sejam em geral os melhores) onde existe um reticulado de vias paralelas em ambos os sentidos, podendo ser:

o após o cruzamento, utilizando somente conversões à direita mas gerando maior circuitação e fazendo com que os veículos que demandam as conversões à esquerda passem pela interseção duas vezes;

o antes do cruzamento, utilizando uma conversão à direita e uma conversão à esquerda no retorno ao corredor na via transversal por uma via paralela (favorecida, portanto, quando esta via tem sentido único e sua interseção já é semaforizada); nas vias paralelas,

também tem de ser realizada uma conversão à esquerda; - uso de retornos localizados nos canteiros centrais das vias que

se cruzam, trazendo opções interessantes quando o sistema viário adjacente é inadequado mas exigindo que os canteiros centrais sejam bastante largos ou possa-se proibir o

estacionamento a partir dos pontos de retorno, além de forçar que os veículos que demandam as conversões à esquerda passem duas vezes pela interseção, podendo-se utilizar:

o retorno na própria via, seguindo adiante e convergindo à direita após o retorno, gerando a necessidade de cruzar o fluxo direto oposto após o retorno;

o na via transversal, convergindo à direita e seguindo adiante após o retorno, gerando a necessidade de cruzar a via transversal em condições favoráveis (visto que o seu fluxo está bloqueado durante a conversão à direita); o movimento de retorno pode também receber uma faixa de entrada livre (que o fluxo seguirá em frente); - uso de saídas antecipadas, com conversões à esquerda na saída

da via original e no retorno à via transversal, trazendo a vantagem de eliminar a passagem dos veículos que demandam as conversões à esquerda pela interseção original e de não produzir trajetos adicionais de circuitação (as distâncias percorridas nas vias paralelas correspondem às que seriam percorridas nas vias originais); é uma alternativa vantajosa quando as interseções de saída da via original e de retorno à via transversal possuem capacidade adequada para acomodar as conversões à esquerda com segurança; as saídas à esquerda, em particular, podem ocorrer operando paralelamente ao estágio da operação da via transversal;

- uso do contorno paralelo, com a saída à esquerda após passar adiante no cruzamento original e retorno à direita para a via transversal; apesar de não forçar que os veículos que

demandam as conversões à esquerda passem duas vezes pelo cruzamento, esta é uma das opções que geram maior

circuitação e que estão entre as menos favoráveis se não existirem condições especiais para as saídas à esquerda após o

cruzamento; nas vias paralelas, também tem de ser realizada uma conversão à esquerda.

Naturalmente, cada uma das conversões à esquerda pode receber um tratamento específico. Esta opção é especialmente adequada quando são usadas vias adjacentes, visto que as intervenções podem estar gerando tráfego de passagem em vias originalmente locais. É fácil ver, por exemplo, que a opção de retorno pela via transversal para uma dada via pode ser também utilizada como retorno na própria via para as conversões à esquerda originadas das suas vias transversais. A avaliação destas opções de tratamentos normalmente tem de considerar o impacto nas vias adjacentes e na operação dos

cruzamentos crítico e adjacentes afetados pelas intervenções, seguindo os esquemas usuais de comparação de alternativas.

O tratamento das conversões à direita é bastante mais simples e resume-se à discussão da possibilidade e conveniência de canalizar estes movimentos. Neste caso, na ausência de movimentos de pedestres importantes, pode-se normalmente retirar as conversões do controle semafórico quando for seguro substituí-lo por uma simples sinalização de prioridade. A proibição das conversões à direita, por sua vez, é bastante mais difícil e tem de ser transformada em opções de atração dos movimentos correspondentes para rotas alternativas antes do semáforo, em contornos de quadra por vias paralelas (o que corresponde, funcionalmente, à opção de canalizar o movimento à direita e retirá-lo do semáforo).

Com referência ao tratamento das travessias de pedestres, as

circunstâncias são bastante mais delicadas e as práticas existentes são menos claras e consolidadas. Por este motivo, parece oportuno advertir o Engenheiro de Tráfego para examinar cuidadosamente as práticas locais e buscar aprimorá-las de forma prudente e consistente com a segurança dos pedestres, considerando o comportamento efetivo de condutores e pedestres nas situações reais de conflito.

Quando as demandas correspondentes às travessias de pedestres são reduzidas e os as conversões (à direita e à esquerda) dos respectivos fluxos diretos oferecem brechas adequadas, os pedestres podem normalmente ser autorizados junto com os fluxos diretos e de

conversões e controlados pelo semáforo veicular (pelo menos quando a intervisibilidade for adequada e as velocidades nas conversões não forem excessivas). Na ausência de grupos focais específicos para pedestres, entende-se que as travessias de pedestres são autorizadas junto com os fluxos diretos correspondentes e, legalmente, tem faixas de pedestres). Infelizmente, a fragilidade do pedestre como usuário vulnerável da via e o grau inadequado de respeito à preferência dos pedestres torna importante verificar sua operação como se as travessias de pedestres fossem movimentos permitidos (que ocorreriam nas brechas dos fluxos de conversão paralelos, em relação aos quais deveriam ter preferência). A preferência dos pedestres somente pode ser considerada suficiente para sua segurança em circunstâncias específicas (onde as conversões tem velocidade reduzida e o pedestre tem vantagem relevante na travessia diante da conversão, por exemplo, pela existência de faixa de travessia elevada e raio de curva restrito). Este tipo de tratamento corresponde aos estágios com travessias de pedestres concorrentes (com fluxos veiculares de conversão) e é a regra implícita sempre que não são usados estágios específicos para proteção dos pedestres (e grupos focais específicos para pedestres).

Sempre que esta situação for insegura para os pedestres, é necessário adotar algum tratamento que segrega os tempos de pedestres (em que efetivamente as travessias de pedestres são protegidas). A dificuldade básica de adotar este tipo de tratamento de proteção ao pedestre decorre do impacto significativo na capacidade para o tráfego veicular (por este motivo, em geral, busca-se a alternativa que atende aos pedestres com o menor impacto na fluidez do tráfego veicular).

Em princípio, grupos focais específicos para pedestres são necessários sempre que deve ser comunicada aos pedestres uma regra distinta da travessia paralela concorrente (embora possam ser usados também quando vale a regra implícita), como na existência de um estágio específico de travessia. No entanto, existem variações no critério de utilização de grupos focais (podem ser recomendados apenas quando o fluxo de pedestres justifica e/ou quando há estágio para travessia de pedestres sem conflito veicular).

Na ausência de preocupações relevantes sobre o impacto no tráfego veicular, todas as travessias de pedestres podem ser atendidas utilizando estágios gerais de travessia de pedestres com duração adequada. No Brasil, em geral, os estágios gerais de travessias são dimensionadas pelas travessias paralelas críticas (o que quer dizer que travessias entre esquinas opostas deverão ocorrem em dois ciclos semafóricos distintos). Não é habitual autorizar travessias diagonais embora tal alternativa possa ser sinalizada (usando faixas de pedestres entre esquinas opostas) e praticada pelos pedestres (como pode

ocorrer). E, em geral, varia a regra de posicionamento do estágio geral de travessia de pedestres no ciclo (há cidades que preferem o estágio geral de pedestres após o estágio da via principal, mais longo, e outras que preferem após o estágio da via secundária, mais lento).

Embora os estágios gerais de travessia de pedestres possam gerar atraso significativo para alguns movimentos de pedestres, em geral todos os outros tratamentos são introduzidos para reduzir o impacto na capacidade para o tráfego veicular.

A situação mais favorável ocorre quando há ilhas de canalização para conversão à direita e estas manobras não são dominantes nas

aproximações. Neste caso, estágios (parciais) para travessia de pedestres podem ser introduzidos durante os estágios veiculares paralelos (em geral no início e/ou no final do estágio veicular) e são normalmente controlados por grupos focais de pedestres, quando for efetivamente necessário (isto é, não é segura a operação concorrente). Na ausência de ilhas de canalização, os estágios de pedestres

antecipados ou postergados também podem ser utilizados,

especialmente quando as conversões tem velocidades reduzidas ou vantagens na travessia mas o tratamento é menos eficaz em termos de segurança dos pedestres, especialmente quando a visibilidade dos grupos focais específicos para as conversões é difícil. Neste caso, o tratamento usualmente mais eficaz é a introdução de um estágio de pedestres antecipando o final do estágio veicular com a conversão (tanto os movimentos diretos quanto os de conversão). Esta opção é melhor do que retardar o início do estágio veicular mencionado quando o sentido oposto da via seria também iniciado (eventualmente os motoristas movem-se em função do movimento oposto simultâneo).

Quando as conversões são manobras dominantes ou fortes (ou eventualmente o único fluxo veicular controlado), os tratamentos seguros normalmente tem de optar também pelo deslocamento do local na interseção das travessias de pedestres. O melhor tratamento em geral depende da existência de canteiro central e da existência de sentido único ou duplo na via a ser atravessada pelos pedestres. Se predominam desejos de travessia de pedestres de meio de quadra, a melhor opção é o deslocamento total da travessia de pedestres semaforizada para um local deslocado (idealmente pelo menos 50m) do início e/ou término de cada trecho viário com conversões fortes, permitindo um estágio de pedestres paralelo ao da via transversal. Se as predominam desejos de travessia de pedestres ao longo da via transversal e há um canteiro central com largura suficiente, pode-se usar uma travessia desalinhada (Z ou baioneta) sem mover a travessia na linha de retenção (apenas a travessia de saída é deslocada). Embora aumente o atraso dos pedestres pelo deslocamento e pela necessidade de atravessar cada lado em um ciclo distinto, os tempos de pedestres são reduzidos à meia travessia e os ciclos são também reduzidos. Estes esquemas aplicam-se claramente quando o conflito ocorre com a conversão à direita forte mas também aplicam-se, na maior parte, quando há uma conversão à esquerda forte em via de mão única. No entanto, quando o conflito refere-se a uma travessia de pedestres e uma conversão à esquerda que opera em um estágio protegido ou permitido (em uma via de mão dupla), a situação é mais complexa (e inusitada) tanto para o condutor quanto para o pedestre. Embora normalmente possa-se evitar um estágio de pedestres concorrente com as conversões à esquerda, este caso está entre os que podem gerar situações inseguras mesmo quando há focos específicos para pedestres (gera uma situação em que, sem observar a conversão à esquerda, supostamente há brechas para o pedestre mas há um veículo chegando em velocidade). Ainda mais complexas para os pedestres são as situações em vias de mão dupla, ou mesmo aproximações de mão única, quando há grupos de tráfego veiculares que operam em períodos distintos. Como regra geral, deve-se preferir situações em que cada etapa de travessia de pedestre deve ter fluxos veiculares com um controle simples e em que cada fluxo veicular com tratamento distinto tenha um refúgio (canteiro ou ilha) que provoca descontinuidade da travessia. A mesma

preocupação aplica-se ao caso em que a travessia de pedestres tem um tratamento específico em cada etapa da travessia. Como regra geral, etapas de travessias que não são contínuas no tempo (isto é, no mesmo período) não devem ser contínuas no espaço (isto é, alinhadas).

Por outro lado, deve-se também observar a baixa obediência dos pedestres aos focos específicos de pedestres (e mesmo ao uso dos estágios veiculares paralelos quando não há focos de pedestres). Em geral, deve-se sempre supor e avaliar a segurança de situações em que os pedestres tenham brechas eventuais para travessia (mesmo

irregulares pela falta de faixa de pedestres ou pela indicação vermelha do foco específico de pedestre) e usar dispositivos de obstrução e canalização dos fluxos de pedestres (grades, com obstrução visual, ou gradis, com intervisibilidade) se ocorrerem em situações inseguras.

EXERCÍCIO PROPOSTO: Plano Semafórico em Interseção Complexa (Webster&Cobbe/1966) Definir o plano semafórico adequado para operar a interseção

esquematizada ao lado, de forma a acomodar os movimentos identificados por A a G.

Discuta a alteração no plano semafórico decorrente do crescimento da